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第四章遗传标记连锁基因的分子诊断

第一节分子标记与连锁图谱

连锁图谱:又称遗传图谱,通过遗传重组信息得到的基因在染色体上的线性排列图,显示所知的基因和/或遗传标记的相对位置,而不是在每条染色体上特殊的物理位置。

它是通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率,确定他们的相对距离,一般用厘摩(cM,即每次减数分裂的重组频率为1%)来表示。绘制遗传连锁图的方法有很多,但是在DNA多态性技术未开发时,鉴定的连锁图很少,随着DNA多态性的开发,使得可利用的遗传标志数目迅速扩增。如果同一条染色体上的两个基因相对距离越长,那么他们减数分裂发生重组的概率将越大,共同遗传的概率也就越小。因此可以根据他们后代性状的分离可以判断他们的交换率,也就可以判断他们在遗传图谱上的相对距离。第一节分子标记与连锁图谱

分子标记(MolecularMarkers):是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传多态性的直接的反映。

与其他几种遗传标记—形态学标记、生物化学标记、细胞学标记相比,DNA分子标记具有的优越性有:1)大多数分子标记为共显性,对隐性的性状的选择十分便利;2)基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;3)在生物发育的不同阶段,不同组织的DNA都可用于标记分析;4)分子标记揭示来自DNA的变异;5)表现为中性,不影响目标性状的表达,与不良性状无连锁;6)检测手段简单、迅速。

随着分子生物学技术的发展,DNA分子标记技术已有数十种,广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。第一节分子标记与连锁图谱一、分子标记(一)可变数目串联重复序列(VNTR)(二)短串联重复序列(STR)(三)单核苷酸多态(SNP)(四)拷贝数变异(CNV)第一节分子标记与连锁图谱(一)可变数目串联重复序列(VNTR)VNTR又称小卫星DNA(MinisatelliteDNA),是一种重复DNA小序列,为10到几百核苷酸,拷贝数10-1000不等。VNTR检测方法主要依托RFLP技术,只是对限制性内切酶和DNA探针有特殊要求:(1)限制性内切酶的酶切位点必须不在重复序列中,以保证小卫星或微卫星序列的完整性。(2)内切酶在基因组的其他部位有较多酶切位点,则可使卫星序列所在片段含有较少无关序列,通过电泳可充分显示不同长度重复序列片段的多态性。(3)分子杂交所用DNA探针核苷酸序列必须是小卫星序列或微卫星序列,通过分子杂交和放射自显影后,就可一次性检测到众多小卫星或微卫星位点,得到个体特异性的DNA指纹图谱。

缺点是数量有限,而且在基因组上分布不均匀,主要集中分布在染色体着丝点和端粒附近,极大限制其在基因定位中的应用。VNTR也存在实验操作繁琐、检测时间长、成本高的缺点。VNTR标记分布在染色体着丝点和端粒附近第一节分子标记与连锁图谱一、分子标记(一)可变数目串联重复序列(VNTR)(二)短串联重复序列(STR)(三)单核苷酸多态(SNP)(四)拷贝数变异(CNV)第一节分子标记与连锁图谱(二)短串联重复序列(STR)

STR:又称为微卫星DNA,重复单位为2-6bp,重复次数15~30次。STR遗传符合孟得尔遗传定律。这一技术广泛应用于基因定位及克隆、遗传图谱构建、数量性状位点(QTL)定位、遗传质量监测等领域

由核心序列和两侧保守的侧翼序列构成,核心序列重复数的差异形成了微卫星的高度多态性,由于重复单位简单,故又称为简单重复序列或简单序列长度多态性。STR的构成STR的类型根据核心序列重复单元的构成与分布,微卫星DNA可分为三种类型:STR的分布STR的产生机制STR的优点用微卫星作为遗传标记与其他分子标记(包括和小卫星DNA等)相比具有如下优点:1)分布广泛:微卫星广泛分布于真核生物基因组中,不仅存在于内含子或非编码区,也存在于编码区及染色体上的其它任一区域,大约每隔10~50kb就存在一个微卫星。例如,猪基因组中存在着相对分子质量约(65~100)×103拷贝的二核苷酸重复单位ACΠTG,平均每隔(30~50)kb就有一个。它的这一特点为在整个基因组中定位更多的基因提供了极大的方便。这是其他方法所远远不及的。

STR的优点2)

多态性丰富:微卫星DNA本身重复单位数的变异是形成微卫星位点多态性的基础。这一特点也是RFLP和RAPD不能相比的。对于RFLP来说,它主要是由于碱基突变导致限制性酶切位点的丢失或获得,所以大多数RFLP表现为二态性,杂合率低于50%,所提供的信息含量低,多态信息含量仅为0.2左右。而RAPD仅表现出显性遗传,故不能直接区分杂合子和纯合子。而微卫星标记遵循孟德尔遗传法则,呈共显性遗传,因此能很好地区分纯合子与杂合子。就多态性的丰富程度来说,只有小卫星DNA可与微卫星DNA相比,这两者互相补充,将可满足基因连锁分析中对高多态性遗传标记的需要。STR的优点3)

检测方法简便:一个高度多态序列的等位基因小于500bp并且变动范围窄,则可以用PCR结合凝胶电泳法检测,因而微卫星序列就很好地符合了上述标准。微卫星PCR扩增所需样本量极少,并且由于微卫星序列较短,即使降解的DNA也可能包含足够用来扩增的微卫星序列。随着高效精确的基因分型自动化技术的发展,微卫星基因型检测将会更加快捷方便。目前,微卫星位点的检测一般采用以互补于两个侧翼序列的寡核苷酸(约20nt)作为引物通过PCR扩增,然后再用测序凝胶分离检测其结果。一个位点的检测一般可在24h完成,且可同时进行多位点的检测。4)中性标记:在多数情况下,微卫星标记没有任何表型效应,因而不存在对动物个体的有害或次级效应。STR的不足由于在不同物种中微卫星侧翼序列有所不同,针对不同物种,尤其是一些珍稀物种,往往需要进行费时费力的特异性引物设计。

目前针对微卫星的研究普遍是基于等位基因之间只存在重复单位数目差异的假设,通过使用与重复序列两端的侧翼序列配对的引物进行PCR扩增,再经电泳分离不同等位基因。但是,该方法没有真实反映出微卫星位点在DNA序列上的变异。一些研究显示微卫星位点在序列上也存在许多变异。STR的不足一些研究显示微卫星位点在序列上也存在许多变异。例如Clisson等发现在不同灵长类物种之间,微卫星重复序列两端的侧翼序列可以发生插入或缺失,而且多为几个相邻碱基同时发生。而Garza等也发现微卫星的重复单位序列存在不足。这些结果反映出微卫星进化的复杂性,从而可能出现同源异型(微卫星重复序列相同,但PCR产物长度不同)或者是异源同型(微卫星重复序列不同.但PCR产物长度相同)。因此,单纯使用PCR产物片段进行研究可能得出错误结果。STR的不足此外,PCR扩增受到许多因素的影响,使一些等位基因无法被扩增出来。比如发生在引物3’端配对碱基的突变可以严重影响PCR效率。这些没有被扩增的等位基因称为“无效基因”(nullallele)。无效基因的存在会影响结果的正确性。第一节分子标记与连锁图谱一、分子标记(一)可变数目串联重复序列(VNTR)(二)短串联重复序列(STR)(三)单核苷酸多态(SNP)(四)拷贝数变异(CNV)SNPSNP,singlenucleotidepolymorphism,单核苷酸多态性。是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性,在群体中的发生频率不小于1%。包括单个碱基的转换、颠换、插入和缺失等转换是指同型碱基之间G-A,T-C颠换是指发生在嘌呤与嘧啶之间A-T、A-C、C-G、G-TSinglenucleotidepolymorphismSNP依据排列组合原理一共可以有6种替换情况A/G、A/T、A/C、C/G、C/T和G/T但事实上,转换的发生频率占多数,而且是C-T转换为主,具有转换型变异的SNP约占SNP总量的2/3左右。其原因是CpG的C是甲基化的,容易自发脱氨基形成T。SNP大都表现为二等位基因(bialletic)多态性,即在该位置只存在两种不同的碱基。位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等位位点被称作单倍型(haplotype),相邻SNPs的等位位点倾向于以一个整体遗传给后代.SNPSNPSNP发生频率在动物基因组中分布广泛如果随即抽取两个人的基因组对比,大概1000个碱基就会出现1个SNP如果样本数增加,SNP会继续增加300-600bp即会出现1个SNP根据SNP在基因组中的分布位置可分为:

基因编码区SNP(cSNP)

基因调控区SNP(pSNP)

基因间随机编码区SNP(rSNP)

因为编码区内的变异率占周围序列的1/5,cSNP的总量显著少于其他两类SNPs。cSNP又可分为2种:同义cSNP(synonymouscSNP)和非同义cSNP(non-synonymouscSNP)SNP的分类同义cSNP:

SNP所导致的编码序列改变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列,突变碱基与未突变碱基的含义相同;非同义cSNP:指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋白质序列发生改变,从而影响蛋白质的功能。这种改变常常是导致生物性状改变的直接原因。位于基因调控区的SNP则会影响基因表达量的多少,因此,这两类SNP在功能和疾病发生发展方面具有更重要的意义。SNPSNP的应用(宏观意义)基因组制图中的应用在种族遗传学和连锁不平衡性分析中的应用医学中疾病易感性研究中的应用药物基因组学研究中的应用临床耐药研究中的应用遗传育种的应用SNP的特点在遗传学分析中,SNP作为一类遗传标记得以广泛应用,主要源于这几个特点:(1)密度高:SNP在人类基因组的平均密度估计为1\1000bp,在整个基因组的分布达3×106个,遗传距离为2~3cM,密度比微卫星标记更高,可以在任何一个待研究基因的内部或附近提供一系列标记。(2)富有代表性:某些位于基因内部的SNP有可能直接影响蛋白质结构或表达水平,因此,它们可能代表疾病遗传机理中的某些作用因素。SNP的特点(3)遗传稳定性:

与微卫星等重复序列多态性标记相比,SNP具有更高的遗传稳定性。(4)易实现分析的自动化:SNP标记在人群中只有两种等位型(allele)。这样在检测时只需一个“+\-”或“全\无”的方式,而无须象检测限制性片段长度多态性,微卫星那样对片段的长度作出测量,这使得基于SNP的检测分析方法易实现自动化。SNPs经典检测方法一大类是以凝胶电泳为基础的传统经典的检测方法,如:1.限制性片段长度多态性法PCR-RFLP;2.单链构象多态性法PCR-SSCP;3.变性梯度凝胶电泳(DGGE);4.等位基因特异性PCR(allelespecificPCR,ASPCR)等等SNPs高通量的检测方法

另一大类检测方法是近些年来发展起来的,高通量、自动化程度较高的检测SNPs的方法,较为常用的有:1.DNA测序法;2.DNA芯片检测;3.飞行质谱仪(MALDI-TOFMS)检测;4.变性高效液相色谱(DHPLC)法等等第一节分子标记与连锁图谱一、分子标记(一)可变数目串联重复序列(VNTR)(二)短串联重复序列(STR)(三)单核苷酸多态(SNP)(四)拷贝数变异(CNV)

拷贝数变异(CNVs)CNVs是人类基因组内从1kb到几个Mb的DNA片段拷贝数的不同,包括DNA片段的删除、插入、复制和复合多位点的变异等类型。以往一直认为DNA的SNPs是遗传变异最常见的形式,而当前的研究表明CNVs不仅广泛存在于正常个体,且在整个基因组中覆盖的核苷酸总数至少是SNPs的3倍,可见CNVs可能在遗传变异和物种进化方面比SNPs起着更为重要的作用,是今后研究包括眼病在内的人类疾病的热点。CNVs定义

目前发现的人类基因组中CNVs的个数远远低于~1200万的SNPs,但是,它们覆盖的染色体长度至少达到150Mb,这也是目前任何一种遗传标志都不能比拟的。另外,CNVs在染色体上的分布具有非随机性,它与其他的基因组特征,如外显子、可移动元件(如Alu重复序列)等密切相关,而这些基因组特征通常是导致疾病发生的遗传学基础之。此外,它们的分布还具有明显的富集区和稀有区,例如人类染色体上有250Mb的区域超过50%的序列发生CNVs,而有60Mb的区域90%以上的序列位于CNV中.这些富集区主要集中在近着丝粒和亚端粒区等具有高度多态和进化不稳定的区域。CNVs特点CNVs特点CNVs除了具有上面提到的覆盖范围广、组成形式多样的特点以外,还具有其作为疾病易感标志的三个重要特点--可遗传性、相对稳定性和高度异质性.利用父母-子女三人同胞对(Trios)样本分析时发现,子女中绝大多数的CNVs遗传自父母,这些位点成为遗传性CNVs(inheritedCNVs),而新发生的与父母染色体同源序列重合率<50%的CNV,称为新的CNV或新的拷贝数突变(DenovoCNVs)

此外,目前的研究认为,CNVs具有与SNPs相似程度的人种差异,即不同人群之间可能共享大部分相同的CNVs,而部分CNVs在不同人群中以不同频率分离并有显著性差异.CNVs具有的上述人群遗传学特点,其多态性成为一种新的遗传标记,可以用于鉴定疾病易感基因位点的关联分析.CNVs特点CNV的组成形式CNVs既可以是简单的DNA结构变化(如单一片段的扩增、缺失、插入),也可以是复杂的染色体扩增、缺失和插入的各种组合形式.Redon等根据CNVs的遗传和组成形式,将CNVs分为5类: a.缺失, b.扩增, c.同一位点并发的缺失与扩增, d.多等位基因位点, e.复杂难以描述的位点.

通常扩增比缺失更为常见,并覆盖更大的范围,这主要是因为染色体大片段缺失通常会引起更为严重的表型后果,难以在进化中保留下来.CNVS的几种组成形式图解CNV的组成形式另外一个与CNVs相关的概念是重复片段倍增(segmentalduplication,SDs),它是指参考基因组序列中出现DNA片段长度>1kb的两个或两个以上拷贝,不同拷贝之间的序列同源性>90%.全基因组中SDs的密度约是4%~5%,而CNVs富集区的SDs平均密度约25%,CNVs稀有区的平均密度近2%~3%.因此,CNVs和SDs的发生具有高度相关性,表明两者可能具有相似的发生学基础.目前认为SDs也是CNVs的一种组成形式.CNVs潜在的形成机制

CNV的发生,或者说绝大多数CNV的发生是非等位基因同源重组(non-allelichomologousrecombination,NAHR)的结果(Shaffer&

Lupski,2000;Cooperetal.,2007;Kiddetal.,2008)。也有许多学者认为,NAHR只能解释少量的CNV,其产生的机制更有可能是非同源末端连接(non-homologousendjoining,NHEJ)。转座和反转座也被认为是产生CNV变异的重要因素之一。

CNVs影响基因表达机制

有关CNV对表型的调控作用,Beckmann等(2007)认为可能主要通过以下几种机制来实现:(1)重复/缺失数目本身的剂量效应(dosageeffect);(2)CNV改变了基因的结构,对基因的表达产物产生影响;(3)CNV的多态影响到基因的表达水平,进而影响到基因的外显率;(4)CNV具有长距离的调控作用,只要和基因同线,就可能对多个基因的表达产生影响。

尽管在人类基因组中已发现的CNV的数量超过6,000个,但只有少数的CNV覆盖了功能基因及基因的调控因子,绝大多数CNV和表型可能无关或对表型的贡献率很低。最直接的证据是绝大多数CNV的发现均是源于大样本中正常表型个体的检测而发现的。CNVs影响基因表达机制

CNVS的检测方法

a.比较基因组杂交芯片是目前检测CNV多态性最常用的方法。b.SNP芯片是另一种有效检测CNV的技术。c.定量PCR也可用于CNV的检测。d.基于不同个体的DNA序列比对是检测CNV的最直接的方法,这种方法的最大优势是图谱的清晰度可以达到单核苷酸水平。但由于测序费用的昂贵,要对一个群体的多个个体进行基因组测序还不现实。CNVS与疾病CNVs通过扰乱基因活性和改变基因剂量来影响基因表达、表型差异和表型适应,从而引起疾病。基因拷贝数变异是个体之间在基因组序列差异上的一个重要源泉,是研究基因组进化和表型差异的一个重要因素。许多关于基因拷贝数变异的研究结果表明,拷贝数变异可导致不同程度的基因表达差异,对正常表型的构成及疾病的发生发展具有一定作用。

遗传性CNVs通常是某些疾病具有家族聚集性的遗传学基础,新的拷贝数突变可能导致某些散发性疾病的发生。长期以来,人们一直关注比较小的变异,如单核苷酸多态性(SNPs)。实际上,一些疾病更有可能是由于拷贝数的变异所引起的。例如,CCL3L1基因的CNVs一定程度上决定着对艾滋病病毒感染的抗性,而CCL3L1基因在SNP图谱上则找不到变异。CNVS与疾病

通过CNV全基因组关联分析评价新的拷贝数突变在散发性疾病中的作用。传统认为,遗传性疾病通常是指遗传性状与改变蛋白质结构、功能或调节的突变碱基以孟德尔遗传方式分离。然而,临床遗传学家发现,至少有97%的疾病是散发的,而且不涉及任何基因的突变,仅仅源于CNVs。CNVS与疾病

那么散发性疾病的分子基础是什么呢?目前认为它通常是由一个染色体异常或隐性性状或新的显性突变引起的.据估计新的基因组重组位点特异突变率介于10-6到10-4之间,至少比点突变率高2~4个数量级.因此对于大部分散发性疾病病例来说(甚至可能包括遗传性疾病),新的拷贝数突变可能是一个主要的遗传性机制.也有可能部分散发性疾病源于分布于相同或不同位点的两个不同(父母)来源的CNVs组合,而仅携带其中之一的个体不会发病.

因此,当前的CNV全基因组关联分析为研究散发性疾病的分子机制提供了一条有效路径.CNVS与疾病

对于复杂疾病来讲,由于致病性变异可能分布在不同的染色体上,因此以SNPs为基础的关联分析对疾病易感位点的检出能力有限,即单一位点的SNPs等位基因无法有效地将受累个体和健康对照区分开来.然而,对于致病性CNVs来说,则不存在这样的问题.因为CNVs引起的基因剂量改变足以改变表型.所以拷贝数变异的全基因组关联分析更容易鉴定到致病突变.目前CNVs与SNPs研究

在与CNVs相关的病例研究中,利用SNPs却鉴定不出病因所在的基因组区域,因为这些区域中的SNPs达不到所研究样本中孟德尔遗传规律或哈代温博定律所要求的标准。这种现象在复杂多等位基因的CNVs中尤为突出,原因可能是CNVs在基因组中不断的扩张或收缩。目前CNVs与SNPs研究

SNP和CNV分别捕获了基因表达的遗传变异的83.6%和17.7%,两种类型的变异很少重叠。目前有学者认为,SNPs、CNVs的组成与拷贝数以及环境因子都参与疾病特定表型的产生,因此在进行全基因组关联分析时,应当尽可能结合SNPs和CNVs基因分型结果。因为在人类基因组中snp的丰富性,所以,Conradetal.(2006)和McCarrolletal.(2006)推测这些snp也许可用来发现潜在的CNVS,如果这些CNVS影响了snp基因型分型实验的结果。目前CNVs与SNPs研究

第一节分子标记与连锁图谱二、遗传图谱构建的基本步骤(一)建立参考家系(二)基因型分析(三)通过标记间的连锁分析,构建遗传连锁图谱第一节分子标记与连锁图谱二、遗传图谱构建的基本步骤(一)建立参考家系要构建DNA标记连锁图谱,必须建立作图群体。建立作图群体需要考虑的重要因素包括亲本的选配、分离群体类型的选择及群体大小的确定等。第一节分子标记与连锁图谱二、遗传图谱构建的基本步骤(一)建立参考家系(1)亲本的选配:首先要考虑亲本间的DNA多态性。选择亲本时应尽量选用纯度高的材料,并进一步通过自交进行纯化。要考虑杂交后代的可育性。选配亲本时还应对亲本及其F1杂种进行细胞学鉴定。第一节分子标记与连锁图谱二、遗传图谱构建的基本步骤(一)建立参考家系(2)分离群体类型的选择:根据其遗传稳定性可将分离群体分成两大类:一类称为暂时性分离群体,如F2、F3、F4、BC、三交群体等,这类群体中分离单位是个体,一经自交或近交其遗传组成就会发生变化,无法永久使用。另一类称为永久性分离群体,如RI、DH群体等,这类群体中分离单位是株系,不同株系之间存在基因型的差异,而株系内个体间的基因型是相同且纯合的,是自交不分离的。这类群体可通过自交或近交繁殖后代,而不会改变群体的遗传组成,可以永久使用。第一节分子标记与连锁图谱二、遗传图谱构建的基本步骤(一)建立参考家系(3)群体大小的确定:

遗传图谱的分辨率和精度,很大程度上取决于群体大小。群体越大,则作图精度越高。但群体太大,不仅增大实验工作量,而且增加费用。因此确定合适的群体大小是十分必要的。a.合适群体大小的确定与作图的内容有关。从作图效率考虑,作图群体所需样本容量的大小取决于以下两个方面:是从随机分离结果可以辨别的最大图距。是两个标记间可以检测到重组的最小图距。b.作图群体大小还取决于所用群体的类型。在分子标记连锁图的构建方面,为了达到彼此相当的作图精度,所需的群体大小的顺序为F2>RI>BC1>DH。第一节分子标记与连锁图谱二、遗传图谱构建的基本步骤(一)建立参考家系(二)基因型分析(三)通过标记间的连锁分析,构建遗传连锁图谱(1)连锁的两点检测(2)利用最大似然法估计重组率(3)似然比与连锁分析(4)多点分析与基因直线排序基因重组和连锁理论连锁图谱构建的理论基础是染色体的交换与重组。基因的连锁是位于同一染色体上的基因在遗传过程中一般倾向于维系在一起。基因的重组是通过一对同源染色体的两个非姊妹染色单体之间的交换来实现的。

ShCshc二分体ShCShCShCShCShCshcshcshcshcshcshCShcCShCShCShcShCshcshcshcsh四分体全部亲组合占94%3%亲组合3%重组合6%细胞交换F1新新新shcshcShCShCP1P294%细胞无交换重组型配子所占的比例取决于减数分裂细胞中发生交换的频率。交换频率越高,则重组型配子的比例越大。重组型配子最大可能的比例是50%,这时在所有减数分裂的细胞中,在两对基因的连锁区段上都发生交换,相当于这两对基因间无连锁,表现为独立遗传。重组型配子占总配子的比例称为重组率,用r表示。重组率的高低取决于交换的频率,而两对基因之间的交换频率取决于它们之间的直线距离。重组率的值变化于完全连锁时的0%到完全独立时的50%之间。因此重组率可用来表示基因间的遗传图距,图距单位用厘摩(centi-Morgan,cM)表示,1cM的大小大致符合1%的重组率。通过标记间的连锁分析,构建遗传连锁图谱(1)连锁两点检测

如果两个基因座位于同一染色体上且相距较近,则在分离后代中通常表现为连锁遗传。对两个基因座之间的连锁关系进行检测,称为两点检测。了解各基因座位的等位基因分离是否符合孟德尔分离比例,这是连锁检验的前提:

在共显性条件下,F2群体中一个座位上的基因型分离比例为1:2:1,而BC1和DH群体中分离比例均为1:1;在显性条件下,F2群体中分离比例为3:1,而BC1和DH群体中分离比例仍为1:1。检验DNA标记的分离是否偏离孟德尔比例,一般采用

2检验。(2)利用最大似然法估计重组率两个连锁座位不同基因型出现的频率是估算重组值的基础。在一般的遗传学教材中,重组值的估计是根据分离群体中重组型个体占总个体的比例来估计的。这种估计方法无法得到估计值的标准误差,因而无法对估值进行显著性检验和置信区间估计。采用最大似然法进行重组率的估计可解决这一问题。最大似然法以满足其估计值在观察结果中出现的概率最大为条件。在人类遗传学研究中,由于通常不知道父母的基因型或父母中标记基因的连锁相是相斥还是相引,因而无法简单地通过计算重组体出现的频率来进行连锁分析,而必须通过适当的统计模型来估算重组率,并采用似然比检验的方法来推断连锁是否存在,即比较假设两座位间存在连锁(r<0.5)的概率与假设没有连锁(r=0.5)的概率。通过标记间的连锁分析,构建遗传连锁图谱(3)似然比与连锁分析

这两种概率之比可以用似然比统计量来表示,即L(r)/L(0.5),其中L()为似然函数。为了计算方便,常将L(r)/L(0.5)取以10为底的对数,称为LOD值。要确定两对基因之间存在连锁,一般要求似然比大于1000:1,即LOD>3;要否定两对基因连锁的存在,则要求似然比小于100:1,即LOD<2。在其它生物遗传图谱的构建中,似然比的概念也用来反映重组率估值的可靠性程度或作为连锁是否真实存在的一种判断尺度。通过标记间的连锁分析,构建遗传连锁图谱(4)多点检测对多个座位进行联合分析,利用多个座位间的共分离信息来确定它们的排列顺序,也就是多点检测。

在未知各基因座位于哪条染色体的情况下:两点检测,根据两点测验的结果,将那些基因座分成不同的连锁群,然后再对各连锁群(染色体)上的座位进行多点连锁分析。

在一条染色体上,经过多次多点测验,就能确定出最佳的基因排列顺序,并估计出相邻基因间的遗传图距,从而构建出相应的连锁图。通过标记间的连锁分析,构建遗传连锁图谱第一节分子标记与连锁图谱三、禽畜基因组计划进展(一)鸡基因组计划(二)牛基因组计划(三)绵羊基因组计划(四)猪基因组计划第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

基因定位→QTL定位

什么是QTL?什么是数量性状?第二节基因定位的技术方法

数量性状(quantitativecharacters)是指在一个群体内的各个体间表现为连续变异的性状,如动植物的高度或长度等。数量性状较易受环境的影响,在一个群体内各个个体的差异一般呈连续的正态分布,难以在个体间明确地分组。第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

QTL(quantitativetraitlocus),数量性状座位或者数量性状基因座,它指的是控制数量性状的基因在基因组中的位置。

对QTL的定位必须使用遗传标记,人们通过寻找遗传标记和感兴趣的数量性状之间的联系,将一个或多个QTL定位到位于同一染色体的遗传标记旁,换句话说,标记和QTL是连锁的。近几年QTL定位应用的较为广泛,在人类基因上与疾病有关的基因定位甚多。一、QTL定位的原理第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

第二节基因定位的技术方法

二、QTL定位方法(一)候选基因(二)基因组扫描第二节基因定位的技术方法

二、QTL定位方法(二)基因组扫描1.实验设计1)近交系间或存在差异的群体间杂交(也称异化群体)2)远交群体的杂交第二节基因定位的技术方法

近交系(inbredline):在动、植物中,通过亲代与子代重复杂交若干代而获得的遗传型相对纯一的纯系。近交系中,个体的性状会逐步趋于稳定一致,然而其生活力则降低。指随着反复连续地近亲交配,具有不同性状的个体进行分离,成为基因纯合体系统。最终完成的

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